KR101356730B1 - Piezoresistive-type Touch Panel and Manufacturing Method Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압저항 방식의 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 압력에 따라서 저항값이 변화하는 압저항(Piezoresistive) 패턴 층이 매립되어 있는 폴리머 막을 제조하는 단계와, 스페이서(spacer) 층을 제조하여, 상기 폴리머 막의 일면에 부착하는 단계를 포함하는 압저항 방식의 터치 패널을 제조하는 방법에 있어서, 상기 폴리머 막을 제조하는 단계는, a) 그래핀 플레이크가 분산되어 있는 그래핀 플레이크 용액을 제조하는 단계와, b) 상기 그래핀 플레이크 용액을 필터링하여 그래핀 층을 제조하는 단계와, c) 기판 위에 중간층을 형성하는 단계와, d) 상기 그래핀 층을 상기 중간층 위에 부착하는 단계와, e) 상기 그래핀 층을 패터닝하여 상기 중간층 위에 그래핀 패턴 층을 형성하는 단계와, f) 상기 중간층 위에 폴리머 용액을 도포한 후 경화시켜 상기 그래핀 패턴 층을 포함하는 폴리머 막을 형성하는 단계와, g) 상기 그래핀 패턴 층을 갖는 상기 폴리머 막을 상기 중간층으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법이 제공된다.The present invention relates to a touch panel, and more particularly, to a piezoresistive touch panel. According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a polymer film having a piezoresistive pattern layer having a resistance value changed according to pressure, and preparing a spacer layer and attaching the polymer film to one surface of the polymer film. The method of manufacturing a piezoresistive touch panel according to claim 1, wherein the preparing of the polymer film comprises: a) preparing a graphene flake solution in which graphene flakes are dispersed, and b) filtering the graphene flake solution. Forming a graphene layer, c) forming an intermediate layer on the substrate, d) attaching the graphene layer onto the intermediate layer, and e) patterning the graphene layer to form graphene on the intermediate layer. Forming a pattern layer, and f) applying a polymer solution on the intermediate layer and curing the polymer layer to form a polymer film including the graphene pattern layer. And g) separating the polymer film having the graphene pattern layer from the intermediate layer.

Description

압저항 방식의 터치 패널 및 그 제조방법{Piezoresistive-type Touch Panel and Manufacturing Method Thereof}Piezoresistive touch panel and its manufacturing method {Piezoresistive-type Touch Panel and Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 터치 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압저항 방식의 터치 패널에 관한 것이다. The present invention relates to a touch panel, and more particularly, to a piezoresistive touch panel.

터치 패널(TOUCH PANEL)이란, 컴퓨터, 개인용 휴대 단말기 및 각종 사무기기 등과 같은 전자기기에 있어서, 키보드나 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고, 손가락이나 펜을 이용한 접촉에 의한 신호전달을 이용하여 입력을 할 수 있는 장치이다. 터치 패널은 구현방식에 따라 대표적으로 저항막(Resistive) 방식과 정전용량(Capacitive) 방식으로 구분된다. 저항막 방식은 투명전극이 코팅되어 있는 두 장의 기판으로 구성되어 있으며, 손가락이나 펜으로 압력을 가해 상부와 하부의 전극층이 접촉되면 전기적 신호가 발생하여 위치를 인지하는 방식이다. 정전용량 방식은 사람의 몸에서 발생하는 정전기를 감지해 구동하는 방식으로 내구성이 강하다.TOUCH PANEL is an electronic device such as a computer, a personal portable terminal, and various office equipment. The touch panel is used by inputting a signal using a finger or a pen without using an input device such as a keyboard or a mouse. It is a device that can. The touch panel is typically classified into a resistive method and a capacitive method according to an implementation method. The resistive film is composed of two substrates coated with a transparent electrode. When the upper and lower electrode layers contact each other by applying pressure with a finger or a pen, an electrical signal is generated to recognize a position. The capacitive method is a method that senses and drives static electricity generated in a human body and is durable.

등록특허공보 제10-1094165호Patent Registration No. 10-1094165

J.Y Kwon, S.H Lee et al.,(2011) "Simple Preparation of High-Quality Graphene Flakes without Oxidation Using Potassium Salts", Small, No. 7, 864-868J.Y Kwon, S.H Lee et al., (2011) "Simple Preparation of High-Quality Graphene Flakes without Oxidation Using Potassium Salts", Small, No. 7, 864-868

상술한 종래의 터치 패널을 다음과 같은 문제점이 있다. 저항막 방식은 가격이 싸고 정확도가 높지만, 두 전극 층의 물리적 접촉으로 인하여 파손에 대한 위험이 크다는 단점이 있다. 정전용량 방식은 정전기가 발생하지 않는 펜이나 장갑을 낀 손 등에는 동작하지 않는 단점이 있다.The above-described conventional touch panel has the following problems. The resistive film method is inexpensive and has high accuracy, but has a disadvantage of high risk of breakage due to physical contact between two electrode layers. The capacitive method has a disadvantage in that it does not work with a pen or a glove that does not generate static electricity.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 내구성이 높으며, 어떠한 입력 수단이라도 사용할 수 있는 압저항 방식의 터치 패널 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a piezoresistive touch panel and a method of manufacturing the same.

본 발명에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 압력에 따라서 저항값이 변화하는 압저항(Piezoresistive) 패턴 층이 매립되어 있는 폴리머 막을 제조하는 단계와, 스페이서(spacer) 층을 제조하여, 상기 폴리머 막의 일면에 부착하는 단계를 포함하는 압저항 방식의 터치 패널을 제조하는 방법에 있어서, 상기 폴리머 막을 제조하는 단계는, a) 그래핀 플레이크가 분산되어 있는 그래핀 플레이크 용액을 제조하는 단계와, b) 상기 그래핀 플레이크 용액을 필터링하여 그래핀 막을 제조하는 단계와, c) 기판 위에 중간층을 형성하는 단계와, d) 상기 그래핀 층을 상기 중간층 위에 부착하는 단계와, e) 상기 그래핀 층을 패터닝하여 상기 중간층 위에 그래핀 패턴 층을 형성하는 단계와, f) 상기 중간층 위에 폴리머 용액을 도포한 후 경화시켜 상기 그래핀 패턴 층을 포함하는 폴리머 막을 형성하는 단계와, g) 상기 그래핀 패턴 층을 갖는 상기 폴리머 막을 상기 중간층으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법이 제공된다.According to the present invention, as a means for achieving the above object, the step of manufacturing a polymer film is embedded with a piezoresistive pattern layer whose resistance value changes with pressure, and by manufacturing a spacer layer, A method of manufacturing a piezoresistive touch panel comprising attaching to one surface of a polymer film, wherein the manufacturing of the polymer film comprises: a) preparing a graphene flake solution in which graphene flakes are dispersed; b) filtering the graphene flake solution to produce a graphene film, c) forming an intermediate layer on a substrate, d) attaching the graphene layer on the intermediate layer, and e) the graphene layer Forming a graphene pattern layer on the intermediate layer by patterning and f) applying a polymer solution on the intermediate layer and curing the graphene pattern layer on the intermediate layer; And forming a polymer film comprising a turn-layer, g) a method of making a piezoresistive manner on the touch panel which is characterized in that it comprises the step of separating the polymer film having the graphene pattern layer from the intermediate layer is provided.

또한, 상기 d) 단계는, 상기 그래핀 층이 포집된 상기 여과막을 상기 여과막을 선택적으로 에칭하는 에칭액이 담겨있는 용기에 투입하여 상기 여과막을 제거하는 단계와, 상기 에칭액에 떠 있는 상기 그래핀 층을 중간층이 형성된 기판을 이용하여 들어올려 상기 중간층 위에 상기 그래핀 층을 올리는 단계와, 상기 그래핀 층이 올려진 상기 중간층이 형성된 기판을 열처리하여 상기 중간층에 상기 그래핀 층을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법이 제공된다. In the step d), the filtration membrane having the graphene layer collected may be introduced into a container containing an etchant for selectively etching the filtration membrane to remove the filtration membrane, and the graphene layer floating on the etchant. Lifting the graphene layer on the intermediate layer by using a substrate having an intermediate layer formed thereon, and attaching the graphene layer to the intermediate layer by heat-treating the substrate on which the intermediate layer on which the graphene layer is placed is formed. Provided is a method of manufacturing a piezoresistive type touch panel.

또한, 상기 d) 단계는, 상기 그래핀 층이 포집된 상기 여과막을 상기 여과막을 선택적으로 에칭하는 에칭액이 담겨있는 용기에 투입하여 상기 여과막을 제거하는 단계와, 패턴이 형성된 마스크를 중간층이 형성된 기판에 부착하고, 상기 기판을 이용하여 상기 에칭액에 떠 있는 상기 그래핀 층을 들어올리는 단계와, 상기 그래핀 층이 올려진 상기 중간층이 형성된 기판을 열처리하여 상기 중간층에 상기 그래핀 층을 부착하는 단계를 포함하며, 상기 e) 단계는, 상기 마스크를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법이 제공된다.In the step d), the filtration film having the graphene layer collected may be introduced into a container containing an etching solution for selectively etching the filtration film to remove the filtration film, and the mask on which the pattern is formed is formed on an intermediate layer substrate. Attaching the graphene layer to the intermediate layer by lifting the graphene layer floating in the etching solution using the substrate, and heat treating the substrate on which the intermediate layer on which the graphene layer is placed is formed. It includes, wherein step e) is provided, the method of manufacturing a piezoresistive touch panel comprising the step of removing the mask.

상기 중간층은 금속층이고, 상기 c) 단계는 상기 기판 위에 상기 금속층을 증착하는 단계인 것이 바람직하다. The intermediate layer is a metal layer, and the step c) is preferably a step of depositing the metal layer on the substrate.

또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 압력에 따라서 저항값이 변화하는 압저항(Piezoresistive) 패턴 층이 매립되어 있는 폴리머 막과, 상기 폴리머 막과 대향 하는 하판(bottom substrate)과, 상기 폴리머 막과 상기 하판을 일정한 간격을 두고 접합시키는 스페이서(spacer) 층을 포함하는 터치 패널에 있어서, 상기 압저항 패턴 층은 그래핀 패턴 층인 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a polymer film in which a piezoresistive pattern layer whose resistance value changes according to pressure is embedded, a bottom substrate facing the polymer film, and the polymer film; In the touch panel including a spacer layer for bonding the lower plate at regular intervals, the piezoresistive touch panel is provided, characterized in that the piezoresistive pattern layer is a graphene pattern layer.

본 발명에 의한 압저항 방식의 터치 패널은 다음과 같은 효과가 있다.The piezoresistive touch panel according to the present invention has the following effects.

첫째, 압저항 방식을 사용하였기 때문에 내구성이 높으며, 어떠한 입력 수단이라도 사용할 수 있다. First, since the piezoresistive method is used, the durability is high, and any input means can be used.

둘째, 압저항 필름에 가해지는 압력에 비례하여 저항값이 변화하므로 다기능 터치 센서(multi-functional touch sensor)로의 응용이 가능하다. Second, since the resistance value changes in proportion to the pressure applied to the piezoresistive film, it is possible to apply to a multi-functional touch sensor.

셋째, 종래의 터치 패널과 달리 주요 구성 요소인 폴리머 막 및 압저항 패턴 층이 모두 유연성이 있다. 따라서 곡면에 부착할 수 있으며, 구부러지는 부품에도 설치가 가능하다. 예를 들어, 구부러지는 디스플레이나, 터치 패드 등에 응용이 가능하다. Third, unlike the conventional touch panel, both the polymer film and the piezoresistive pattern layer, which are main components, are flexible. Therefore, it can be attached to curved surfaces, and can be installed on curved parts. For example, it can be applied to a bent display, a touch pad, and the like.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 분해 사시도이다
도 2는 도 1에 도시된 터치 패널의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 3과 4는 그래핀 패턴 층의 압저항체로서의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 기판에 중간층을 형성한 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 진공 여과법으로 그래핀 층을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 여과막 위에 그래핀 층이 형성된 상태를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 여과막을 제거하는 단계를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 중간층이 형성된 기판으로 그래핀 층을 들어올리는 과정을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 중간층 위에 그래핀 층을 적층한 상태를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 그래핀 층을 패터닝한 상태를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 중간층 위에 폴리머 막을 형성한 상태를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 기판에서 중간층을 분리하는 과정을 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 폴리머 막에서 중간층을 제거한 상태를 나타낸 것이다.
도 15 내지 17은 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 스페이서를 제조하는 과정을 나타낸 것이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 폴리머 막에 스페이서를 결합하는 과정을 나타낸 것이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 스페이서에 하판을 결합하는 과정을 나타낸 것이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 기판에 마스크가 부착된 상태를 나타낸 것이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 마스크가 부착된 기판으로 그래핀 층을 들어올리는 과정을 나타낸 것이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 기판 위에 그래핀 층을 적층한 상태를 나타낸 것이다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조과정 중에 기판 위에서 마스크를 분리한 상태를 나타낸 것이다. 1 is an exploded perspective view of a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a part of the touch panel illustrated in FIG. 1.
3 and 4 are graphs showing the characteristics of the graphene pattern layer as piezoresistors.
5 illustrates a state in which an intermediate layer is formed on a substrate during a manufacturing process of the piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates a process of manufacturing a graphene layer by vacuum filtration during the manufacturing of a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
7 illustrates a state in which a graphene layer is formed on a filtration membrane during the manufacturing of a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
8 shows a step of removing the filtration membrane during the manufacturing process of the piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
9 illustrates a process of lifting a graphene layer to a substrate on which an intermediate layer is formed during the manufacturing of a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 illustrates a state in which a graphene layer is stacked on an intermediate layer during the manufacturing of a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
11 illustrates a state in which the graphene layer is patterned during the manufacturing of the piezoresistive touch panel according to the embodiment of the present invention.
12 illustrates a state in which a polymer film is formed on an intermediate layer during the manufacturing of a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 illustrates a process of separating an intermediate layer from a substrate during manufacturing of a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a view illustrating a state in which an intermediate layer is removed from a polymer film during a process of manufacturing a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
15 to 17 illustrate a process of manufacturing a spacer during a manufacturing process of a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 illustrates a process of bonding a spacer to a polymer film during a process of manufacturing a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
19 illustrates a process of coupling a lower plate to a spacer during a manufacturing process of a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention.
20 illustrates a state in which a mask is attached to a substrate during a manufacturing process of a piezoresistive touch panel according to another embodiment of the present invention.
FIG. 21 illustrates a process of lifting a graphene layer onto a substrate to which a mask is attached during the manufacturing of a piezoresistive touch panel according to another embodiment of the present invention.
FIG. 22 illustrates a state in which a graphene layer is stacked on a substrate during the manufacturing of a piezoresistive touch panel according to another embodiment of the present invention.
FIG. 23 illustrates a state in which a mask is separated from a substrate during a manufacturing process of a piezoresistive touch panel according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널 및 그 제조방법에 대하여 설명한다. 도면에서 구성요소의 크기와 형상 등은 발명의 이해를 돕기 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다.Hereinafter, a piezoresistive touch panel and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the size and shape of the components, etc. may be exaggerated or simplified to aid in understanding the invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 터치 패널의 일부를 나타낸 단면도이다. 1 is an exploded perspective view of a piezoresistive type touch panel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a part of the touch panel illustrated in FIG. 1.

도 1과 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 터치 패널은 폴리머 막(26), 폴리머 막(26)에 매립된 그래핀 패턴 층(25), 스페이서(31) 및 하판(30, bottom layer)을 포함한다. 본 실시예에 있어서 그래핀 패턴 층(25)이 매립된 폴리머 막(26)이 터치 패널의 상판을 이룬다.As shown in FIGS. 1 and 2, the touch panel according to the present exemplary embodiment includes a polymer layer 26, a graphene pattern layer 25 embedded in the polymer layer 26, a spacer 31, and a bottom layer 30. ). In the present embodiment, the polymer film 26 having the graphene pattern layer 25 embedded therein forms a top plate of the touch panel.

폴리머 막(26)은 인가 압력에 따라 변형되고, 폴리머 막(26)이 변형되면 이에 내장된 그래핀 패턴 층(25)의 저항값이 달라져 압력을 감지할 수 있다. 터치 패드 등에 사용하는 경우에는 투명한 폴리머 막을 사용할 필요가 없으나 터치 스크린 등 디스플레이에 사용하는 경우에는 투명하고 유연한 막을 사용한다. 예를 들면, PDMS, PET, 폴리이미드 등이 있다. The polymer film 26 is deformed according to the applied pressure, and when the polymer film 26 is deformed, the resistance value of the graphene pattern layer 25 embedded therein may be changed to detect the pressure. When using a touch pad, it is not necessary to use a transparent polymer film, but when using a display such as a touch screen, a transparent and flexible film is used. For example, PDMS, PET, polyimide and the like.

그래핀 패턴 층(25)은 그래핀 층이 일정한 형태로 패터닝된 것이다. 이러한 터치 패널은 그래핀 패턴 층(25)의 저항 변화를 이용함으로써 감도가 높고, 곡면에 부착 가능한 장점이 있다. The graphene pattern layer 25 is a graphene layer is patterned to a certain shape. Such a touch panel has a high sensitivity by using a change in resistance of the graphene pattern layer 25 and has an advantage of being attachable to a curved surface.

잘 알려진 것과 같이, 그래핀은 탄소의 동소체 중 하나이다. 탄소 원자들이 각각 sp2 결합으로 연결된 원자 하나 두께의 2차원 구조로, 벤젠 형태의 탄소 고리가 벌집 형태의 결정 구조를 이룬다. 흑연의 구조는 그래핀이 겹겹이 쌓여있는 구조로 생각할 수 있다. 그래핀은 그 구조적인 특징으로 인해서 기존 금속과 비교하여 다양한 다음과 같은 다양한 장점이 존재한다. 그래핀은 실리콘에 비해서 100배에 가까운 전하 이동도를 가지며, 구리의 100배에 가까운 전류밀도를 가지며, 열 전도도가 높고, 발열량이 낮다. 또한, 내화학성 있으며, 기계적 강도가 높다. 그리고 유연성 및 신축성이 있다. As is well known, graphene is one of the allotrope of carbon. A two-dimensional structure of atoms one atom of carbon atoms connected by sp2 bonds, and a benzene ring of carbon forms a honeycomb-like crystal structure. The structure of graphite can be thought of as a structure in which graphene is stacked in layers. Graphene has various advantages compared to conventional metals due to its structural characteristics such as the following. Graphene has a charge mobility close to 100 times that of silicon, a current density close to 100 times that of copper, high thermal conductivity, and low heat generation. It also has chemical resistance and high mechanical strength. And flexibility and elasticity.

이러한 특성 때문에, 그래핀은 폴리머 막(26)에 내장되어 폴리머 막(26)과 함께 변형될 수 있는 유연한 전기소자로서 적합하다. 그래핀 패턴 층(25)은 폴리머 막(26)에 매립되어, 그 일면이 폴리머 막(26)의 일면으로 노출되어 있다. 따라서, 그래핀 패턴 층(25)과 폴리머 막(26)의 결합력은 매우 크며, 그래핀 패턴 층(25)은 폴리머 막(26)으로부터 쉽게 분리되지 않는다. Because of this property, graphene is suitable as a flexible electrical element that can be embedded in the polymer film 26 and deformed with the polymer film 26. The graphene pattern layer 25 is embedded in the polymer film 26, and one surface thereof is exposed to one surface of the polymer film 26. Thus, the bonding force between the graphene pattern layer 25 and the polymer film 26 is very large, and the graphene pattern layer 25 is not easily separated from the polymer film 26.

그래핀 패턴 층(25)은 압저항체로서의 역할을 한다. 압저항체는 기계적인 변형에 대해서 전기적인 신호인 저항값이 변하는 특성이 있으며, 압저항체의 스트레인 감도(strain sensitivity)를 나타내는 게이지 인자(gauge factor, G)가 중요한 요소이다. 미소 전자 기계 시스템(MEMS) 분야에서 사용되고 있는 압저항체는 단결정 실리콘(single-crystal silicon)과 금속이 있다. 단결정 실리콘은 1000℃가 넘는 고온 환경에서 불순물의 도핑 공정으로 제작되며, 100 ~ 170의 높은 게이지 인자를 가진다. 그러나 고온환경에서의 제작으로 인해 폴리머(polymer) 기판에서는 사용할 수 없다는 단점이 있다. 금속은 진공 증착 방식으로 제작되며, 2 ~ 5의 낮은 게이지 인자를 가진다. 이것은 폴리머 기판에서 사용할 수 있지만, 낮은 감도로 인해 응용 분야가 제한적이라는 단점이 있다. 본 발명에서 이용한 그래핀 패턴 층(25)은 폴리머 기판에서 사용되는 금속보다 최대 10배 높은 게이지 인자 값을 가지며, 낮은 온도에서 형성이 가능하므로 터치 패널에 있어서 투명전극으로써 이용될 수 있다. The graphene pattern layer 25 serves as a piezoresistor. The piezoresistor has a characteristic that the resistance value, which is an electrical signal, changes with respect to mechanical deformation, and a gauge factor (G) indicating the strain sensitivity of the piezoresistor is an important factor. Piezo resistors used in the field of microelectromechanical systems (MEMS) include single-crystal silicon and metals. Single crystal silicon is manufactured by doping of impurities in high temperature environment over 1000 ℃ and has high gauge factor of 100 ~ 170. However, due to the manufacturing in a high temperature environment there is a disadvantage that can not be used in the polymer (polymer) substrate. The metal is fabricated by vacuum deposition and has a low gauge factor of 2-5. It can be used in polymer substrates but has a disadvantage of limited application due to its low sensitivity. The graphene pattern layer 25 used in the present invention has a gauge factor value of up to 10 times higher than the metal used in the polymer substrate and can be formed at a low temperature, and thus may be used as a transparent electrode in a touch panel.

도 3과 4는 그래핀 패턴 층의 압저항체로서의 특성을 나타내는 그래프이다. 도 3은 동일한 크기의 힘을 반복적으로 인가할 경우 그래핀 패턴 층의 저항값이 인가 힘에 따라 증가하였다가 힘을 제거하게 되면 원래의 저항값으로 복원되는 것을 보여준다. 도 4는 압력을 다르게 하여 인가할 경우, 압력에 비례하여 처짐이 발생하며, 따라서 그래핀 패턴 층의 저항변화도 커지는 것을 보여준다. 동일한 지점에서도 누르는 힘에 따라 저항값이 다르게 변하기 때문에, 한 개의 버튼으로 여러 기능을 수행할 수 있는 다기능 터치 센서(multi-functional touch sensor)로 응용할 수 있다는 장점이 있다.3 and 4 are graphs showing the characteristics of the graphene pattern layer as piezoresistors. FIG. 3 shows that when the same size force is repeatedly applied, the resistance value of the graphene pattern layer is increased according to the applied force and then restored to the original resistance value when the force is removed. 4 shows that when different pressures are applied, deflection occurs in proportion to the pressure, and thus the resistance change of the graphene pattern layer is increased. Since the resistance value varies depending on the pressing force at the same point, there is an advantage that it can be applied as a multi-functional touch sensor that can perform multiple functions with one button.

스페이서(31, spacer)는 폴리머 막(26)에 인가된 압력에 따라, 그래핀 패턴 층(25)이 변형되어 저항 값이 변화할 수 있도록, 하판(30)과 그래핀 패턴 층(25) 사이에 공간을 확보하는 역할을 한다.The spacer 31 is disposed between the lower plate 30 and the graphene pattern layer 25 so that the graphene pattern layer 25 may be deformed and the resistance value may change according to the pressure applied to the polymer film 26. It plays a role in securing space.

하판(30, bottom layer)은 스페이서(31)를 지지한다. 터치 스크린에 사용하는 경우에는 하판으로 투명한 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용하며, 하판의 아래에 조명부인 LCD 층을 설치한다. A bottom layer 30 supports the spacer 31. In the case of using a touch screen, a transparent glass substrate or a plastic substrate is used as the lower plate, and an LCD layer serving as an illumination unit is provided under the lower plate.

이하, 압저항 방식을 이용한 터치 패널의 작동원리를 간략하게 설명한다. 투명 전극의 역할을 수행하는 그래핀 패턴 층(25)은 폴리머 막(26)에 매립되어 있으며, 펜이나 손을 이용하여 폴리머 막(26) 표면을 누를 때 처짐이 발생한다. 이때 그래핀 패턴 층(25)에도 변형이 발생한다. 압저항 물질은 기계적인 변형에 대해서 저항값이 변하는 특성이 있으므로, 이러한 변형에 의해서 저항값의 변화가 발생한다. 따라서 터치 패널의 위치에 따른 저항값의 변화를 측정하여 압력이 가해진 위치를 인지할 수 있다. Hereinafter, the operating principle of the touch panel using the piezoresistive method will be briefly described. The graphene pattern layer 25 serving as a transparent electrode is embedded in the polymer film 26, and sagging occurs when the surface of the polymer film 26 is pressed by using a pen or a hand. At this time, deformation occurs in the graphene pattern layer 25. Since the piezoresistive material has a property that the resistance value changes with respect to mechanical deformation, the resistance value changes due to such deformation. Therefore, by measuring the change in the resistance value according to the position of the touch panel can recognize the position where the pressure is applied.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a piezoresistive touch panel according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 도 5에 도시된 것과 같이, 기판(21)을 세척한 후 기판(21) 위에 중간층(22)을 형성한다. 기판(21)으로는 실리콘, 유리, 석영 등 단단한 재질의 것이 이용될 수 있다. 중간층(22)은 폴리머 막(26)이 형성되고 나면 제거될 부분으로, 기판(21)과의 결합력이 약한 것이 바람직하다. 또한, 중간층(22)은 기판(21)과의 결합력이 폴리머 막(26)과의 결합력에 비하여 약하고, 폴리머 막(26) 형성 시 손상을 받지 않으며, 폴리머 막(26) 형성 후에는 폴리머 막(26)을 손상시키지 않고 선택적으로 용이하게 제거될 수 있는 것이 좋다.First, as shown in FIG. 5, after washing the substrate 21, an intermediate layer 22 is formed on the substrate 21. As the substrate 21, a hard material such as silicon, glass, or quartz may be used. The intermediate layer 22 is a portion to be removed after the polymer film 26 is formed, and it is preferable that the intermediate layer 22 has a weak bonding force with the substrate 21. In addition, the interlayer 22 has a weak bonding force with respect to the substrate 21 and a weak bonding force with respect to the polymer film 26, and is not damaged when the polymer film 26 is formed. It is desirable that it can be easily removed selectively without damaging the material.

이러한 조건에 적합한 중간층(22)으로 다양한 재질의 박막이 이용될 수 있다. 중간층(22)으로 금(Au)과 같은 금속 박막을 예로 들 수 있다. 금속 박막은 기판과 결합력이 약하고, 그래핀와 폴리머 재료의 성장 및 식각 등 제조공정 중에 손상을 받지 않으며, 식각용액에 의해 폴리머를 손상시키지 않고 제거될 수 있다. 금속 박막은 전자빔 방식이나 스퍼터 방식 등으로 기판(21)에 증착될 수 있다.As the intermediate layer 22 suitable for such a condition, a thin film of various materials may be used. For example, a metal thin film such as gold (Au) may be used as the intermediate layer 22. The metal thin film is weakly bonded to the substrate and is not damaged during the manufacturing process, such as growth and etching of graphene and polymer materials, and may be removed without damaging the polymer by the etching solution. The metal thin film may be deposited on the substrate 21 by an electron beam method, a sputter method, or the like.

기판(21)에 중간층(22)을 형성한 후, 중간층(22) 위에 그래핀 층(24)을 형성한다. 중간층(22) 위에 그래핀 층(24)을 형성하는 방법은 아래와 같다. After the intermediate layer 22 is formed on the substrate 21, the graphene layer 24 is formed on the intermediate layer 22. The method of forming the graphene layer 24 on the intermediate layer 22 is as follows.

우선, 그래핀 플레이크가 분산된 그래핀 용액을 제조한다. 그래핀 용액은 보통 화학적 박리 방법으로 제조된다. 그래핀 용액을 제조하는 방법은 상기 선행기술문헌에 개시된 방법을 이용하는 것이 그래핀에 잔존산소가 존재하지 않는다는 점에서 일반적인 화학적 박리 방법에 비해 유리하다. First, a graphene solution in which graphene flakes are dispersed is prepared. Graphene solutions are usually prepared by chemical exfoliation methods. The method for preparing the graphene solution is advantageous to the method disclosed in the prior art document in that there is no residual oxygen in the graphene, compared to the general chemical exfoliation method.

다음, 그래핀 용액을 메탄올과 희석한 후 초음파를 가해서 고르게 분산시킨다. 그리고 도 6에 도시된 것과 같이, 그래핀 용액(23)을 걸러낼 수 있는 여과막(43)을 흡입 부재(44)의 위에 올려놓고, 여과막(43) 위에 그래핀 층(24)의 형상에 대응하는 틀(45)을 올려놓는다. 그리고 틀(45)에 그래핀 용액(23)을 부으면서 흡입 부재(44)에 연결되어 있는 진공 펌프(46)를 작동시킨다. 이때, 분산 용액은 여과막(43)을 통과하여 흡입 부재(44)의 하부로 배출되고, 그래핀는 여과막(43)에 포집된다. 여과막(43)으로는 0.02㎛ 기공 크기를 가지는 양극 산화 알루미늄(anodic aluminum oxide, AAO) 박막을 사용할 수 있다. Next, the graphene solution is diluted with methanol and then dispersed evenly by applying ultrasonic waves. As shown in FIG. 6, the filtration membrane 43 capable of filtering the graphene solution 23 is placed on the suction member 44 and corresponds to the shape of the graphene layer 24 on the filtration membrane 43. Place the frame (45). Then, the graphene solution 23 is poured into the mold 45 to operate the vacuum pump 46 connected to the suction member 44. At this time, the dispersion solution is discharged to the lower portion of the suction member 44 through the filtration membrane 43, the graphene is collected in the filtration membrane 43. As the filtration membrane 43, an anodized aluminum oxide (AAO) thin film having a pore size of 0.02 μm may be used.

이렇게 여과막(43) 위에 포집되어 있는 그래핀 플레이크를 건조시키면, 도 7에 도시된 것과 같이, 여과막(43)의 위에 그래핀 층(24)이 형성된다. 이때, 그래핀 층(24)의 두께는 그래핀 용액의 양, 그래핀의 밀도, 여과막(43)의 공동도 등에 따라 변화한다. When the graphene flakes collected on the filtration membrane 43 are dried in this way, as illustrated in FIG. 7, the graphene layer 24 is formed on the filtration membrane 43. At this time, the thickness of the graphene layer 24 changes depending on the amount of graphene solution, the density of graphene, the cavities of the filtration membrane 43, and the like.

다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 여과막(43)을 녹일 수 있는 에칭액(48)이 담긴 용기(47)에 그래핀 층(24)이 형성된 여과막(43)을 담그면, 여과막(43)은 녹고 그래핀 층(24)만이 막의 형태로 에칭액(48) 위에 뜬다. 여과막(43)으로 AAO를 사용한 경우에는 에칭액(48)으로 수산화 나트륨 용액을 사용한다. Next, as shown in FIG. 8, when the filtration membrane 43 in which the graphene layer 24 is formed is immersed in the container 47 containing the etching solution 48 capable of dissolving the filtration membrane 43, the filtration membrane 43 is melted. Only the graphene layer 24 floats on the etching solution 48 in the form of a film. In the case where AAO is used as the filtration membrane 43, a sodium hydroxide solution is used as the etching solution 48.

다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 에칭액(48) 위에 떠있는 막인 그래핀 층(24)을 중간층(22)이 형성된 기판(21)을 이용하여 들어올림으로써 중간층(22) 위에 그래핀 층(24)이 위치하도록 한다. 그리고 증류수로 세척하여 에칭액을 제거한 후 대류 오븐에서 65℃ 이상의 온도로 30분 정도 열처리를 하여 중간층(22)에 그래핀 층(24)을 결합시킨다. Next, as shown in FIG. 9, the graphene layer 24 on the intermediate layer 22 may be lifted by using the substrate 21 on which the intermediate layer 22 is formed. 24). Then, the etching solution is removed by washing with distilled water, and heat treated at a temperature of 65 ° C. or higher for 30 minutes in a convection oven to bond the graphene layer 24 to the intermediate layer 22.

도 10은 상술한 방법으로 그래핀 층(24)이 중간층(22) 위에 형성되어 있는 상태를 나타낸 것이다. 중간층(22) 위에 그래핀 층(24)을 형성한 후, 중간층(22) 위에 박막 형태로 형성되어 있는 그래핀를 압저항 소자로 사용하기 위해 그래핀 층(24)을 사진식각(Photolithography) 공정을 통해 패터닝한다.10 illustrates a state in which the graphene layer 24 is formed on the intermediate layer 22 by the above-described method. After the graphene layer 24 is formed on the intermediate layer 22, the graphene layer 24 is subjected to a photolithography process in order to use graphene, which is formed in a thin film form on the intermediate layer 22, as a piezoresistive element. Pattern through.

그래핀 층(24)을 패터닝하는데 사용되는 사진식각 공정은, 중간층(22)은 그대로 두고 그래핀 층(24)을 일정 부분 제거할 수 있는 다양한 건식 또는 습식 방식이 이용될 수 있다. 사진식각 공정은 공지되어 있는 기술이므로, 이를 이용한 패터닝 과정에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 11은 그래핀 층(24)이 사진식각 공정을 통해 패터닝되어 중간층(22) 위에 그래핀 패턴 층(25)이 형성되어 있는 상태를 나타낸 것이다.In the photolithography process used to pattern the graphene layer 24, various dry or wet methods may be used to remove a portion of the graphene layer 24 while leaving the intermediate layer 22 intact. Since the photolithography process is a known technique, a detailed description of the patterning process using the same is omitted. FIG. 11 illustrates a state in which the graphene layer 24 is patterned through a photolithography process to form a graphene pattern layer 25 on the intermediate layer 22.

그래핀 패턴 층(25)을 중간층(22) 위에 형성하고 나면, 도 12에 도시된 것과 같이, 액상의 폴리머 용액을 중간층(22) 위에 회전 도포한 후 경화시켜 그래핀 패턴 층(25)이 매설되어 있는 폴리머 막(26)을 제조한다. 이때, 사용될 수 있는 폴리머로는 PDMS, 폴리이미드, UV 경화성 폴리머, PMMA 등 통상적으로 사용하는 액상이 가능한 다양한 폴리머가 사용할 수 있다. 폴리머가 적절한 두께로 도포되고 나면, 대류 오븐 등의 방법으로 이를 경화시킴으로써 화학 및 열에 안정한 폴리머 막(26)을 만들 수 있다. 폴리머 막(26)의 두께는 회전 속도와 도포 시간을 통하여 조절할 수 있다.After the graphene pattern layer 25 is formed on the intermediate layer 22, as shown in FIG. 12, the liquid polymer solution is spun onto the intermediate layer 22, and then cured to embed the graphene pattern layer 25. To produce a polymer film 26. At this time, as the polymer that can be used may be used a variety of polymers that can be used in the liquid, such as PDMS, polyimide, UV curable polymer, PMMA commonly used. Once the polymer has been applied to an appropriate thickness, it is possible to make a chemical and heat stable polymer film 26 by curing it in a convection oven or the like. The thickness of the polymer film 26 can be controlled through the rotational speed and the application time.

폴리머 막(26)의 제조에 있어서, 폴리머 용액을 중간층(22) 위에 도포하는 방법은 회전 도포법 이외의 폴리머 용액을 적절한 두께로 도포할 수 있는 다양한 방법이 이용될 수 있다.In the production of the polymer film 26, a method of applying the polymer solution onto the intermediate layer 22 may be various methods that can apply the polymer solution to an appropriate thickness other than the spin coating method.

폴리머 막(26)의 제조가 완료되면, 도 13에 도시된 것과 같이, 중간층(22)을 기판(21)으로 떼어낸다. 중간층(22)은 기판(21)과의 결합력이 약하므로, 물리적인 힘을 가하거나 기판(21)과 중간층(22) 사이의 결합력을 약화시킬 수 있는 분리액을 이용함으로써 기판(21)으로부터 쉽게 분리할 수 있다. 또는, 중간층(22)을 식각하여 기판(21)으로부터 분리할 수 있다.When the manufacture of the polymer film 26 is completed, the intermediate layer 22 is peeled off to the substrate 21, as shown in FIG. Since the intermediate layer 22 has a weak bonding force with the substrate 21, the intermediate layer 22 can be easily removed from the substrate 21 by applying a physical force or by using a separation solution that can weaken the bonding force between the substrate 21 and the intermediate layer 22. Can be separated. Alternatively, the intermediate layer 22 may be etched and separated from the substrate 21.

이후, 도 14에 도시된 것과 같이, 중간층(22)을 폴리머 막(26)으로부터 분리한다. 중간층(22)은 물리적인 힘을 가하여 폴리머 막(26)으로부터 분리시킬 수 있고, 식각 공정을 통해 폴리머 막(26)에서 깨끗이 제거할 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 14, the intermediate layer 22 is separated from the polymer film 26. The intermediate layer 22 may be separated from the polymer film 26 by applying a physical force, and may be removed from the polymer film 26 through an etching process.

다음으로, 도 15 내지 17을 참고하여 상기와 같이 제조된 폴리머 막(26)을 지지하기 위한 스페이서(31)를 제조하는 과정을 설명한다. Next, a process of manufacturing the spacer 31 for supporting the polymer film 26 manufactured as described above will be described with reference to FIGS. 15 to 17.

먼저, 도 15에 도시된 것과 같이, 스페이서(31)의 역상을 갖는 몰드(29)를 베이스(28) 위에 형성한다. 여기에서, 몰드(29)는 포토레지스트(PR)가 이용될 수 있고, 사진식각 공정을 통해 베이스(28) 위에 형성될 수 있다. 본 발명에 있어서, 몰드(29)는 포토레지스트 이외의 다양한 재질로, 사진식각 공정 이외의 방법으로 베이스(28) 위에 형성될 수 있다.First, as shown in FIG. 15, a mold 29 having a reverse phase of the spacer 31 is formed on the base 28. Here, the mold 29 may be a photoresist (PR) and may be formed on the base 28 through a photolithography process. In the present invention, the mold 29 may be formed on the base 28 by various materials other than the photoresist by a method other than a photolithography process.

몰드(29)가 베이스(28)에 형성되고 나면, 도 16에 도시된 것과 같이, 베이스(28) 위에 폴리머 용액을 도포한 후 이를 경화시킨다. 이후, 도 17에 도시된 것과 같이, 베이스(28) 위에 제조된 스페이서(31)를 기판으로부터 분리시킨다. Once the mold 29 is formed on the base 28, the polymer solution is applied onto the base 28 and then cured, as shown in FIG. 16. Thereafter, as shown in FIG. 17, the spacer 31 fabricated on the base 28 is separated from the substrate.

다음으로, 도 18에 도시된 것과 같이, 스페이서(31)는 먼저 만들어진 폴리머 막(26)에 결합한다. 폴리머 막(26)과 스페이서(31)의 결합은 열접합, 플라즈마 표면처리 등 다양한 접합방법이 이용될 수 있다.Next, as shown in FIG. 18, the spacer 31 is bonded to the polymer film 26 made earlier. The bonding of the polymer film 26 and the spacer 31 may use various bonding methods such as thermal bonding and plasma surface treatment.

마지막으로, 도 19에 도시된 것과 같이, 접합된 폴리머 막(26)과 스페이서(31)를 하판(30)에 접합한다. 하판(30)의 종류에 따라서 다양한 접합방법이 선택될 수 있다. 하판(30)으로 투명한 폴리머 막을 사용한다면, 열접합, 플라즈마 표면처리 등의 방법을 이용할 수 있다.Finally, as shown in FIG. 19, the bonded polymer film 26 and the spacer 31 are bonded to the lower plate 30. Various bonding methods may be selected according to the type of the lower plate 30. If a transparent polymer film is used as the lower plate 30, methods such as thermal bonding and plasma surface treatment can be used.

터치 패널을 터치 스크린 등 디스플레이에 사용하는 경우에는 LCD 층 등의 조명부을 하판의 하부에 설치할 수 있다. 터치 패널을 터치 패드나 압력센서에 사용하는 경우에는 폴리머 막이나 하판으로 불투명한 폴리머 막을 사용할 수 있다. When the touch panel is used for a display such as a touch screen, an illumination unit such as an LCD layer may be installed in the lower part of the lower plate. When the touch panel is used for a touch pad or a pressure sensor, a polymer film or an opaque polymer film may be used as the bottom plate.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 의한 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a piezoresistive touch panel according to another embodiment of the present invention will be described.

본 실시예는 그래핀 층을 중간층 위에 부착하는 단계와, 그래핀 층을 패터닝하여 중간층 위에 그래핀 패턴 층을 형성하는 단계에 있어서, 상기 실시예와 차이가 있으므로 이 부분에 대해서만 상세히 설명하고, 나머지 동일한 단계는 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 사진식각 공정이 아닌 새로운 방법으로 그래핀 층을 패터닝한다. In this embodiment, the step of attaching the graphene layer on the intermediate layer and the step of patterning the graphene layer to form a graphene pattern layer on the intermediate layer, because it is different from the above embodiment will be described in detail only in this part, the rest The same steps are omitted from the description. In this embodiment, the graphene layer is patterned by a new method rather than a photolithography process.

도 20에 도시된 바와 같이, 기판(21)의 중간층(22) 위에 필요한 패턴이 형성된 마스크(27)를 부착한다. 마스크(27)는 그래핀 층(24) 중에서 원하는 부분만 기판(21)에 전사하기 위한 것이다. 마스크(27)의 패턴부분은 그래핀 층(24)이 통과할 수 있도록 개방되어 있으며, 나머지 부분은 그패핀 층(24)이 통과할 수 없다. 마스크(27)는 고분자 필름 등으로 제작된다. As shown in FIG. 20, a mask 27 having a required pattern is attached on the intermediate layer 22 of the substrate 21. The mask 27 is for transferring only a desired portion of the graphene layer 24 to the substrate 21. The pattern portion of the mask 27 is open to allow the graphene layer 24 to pass through, and the portion of the mask 27 cannot pass through the graphene layer 24. The mask 27 is made of a polymer film or the like.

다음, 도 21에 도시된 바와 같이, 에칭액(48) 위에 떠있는 그래핀 층(24)을 마스크(27)가 부착된 기판(21)을 이용하여 들어올린다. 이때, 그래핀 층(24)의 일부는 마스크(27)의 패턴을 통해서 기판(21)의 중간층(22) 위에 전사되며, 나머지 부분은 마스크(27)에 부착된다. 이어서, 증류수로 세척하여 에칭액을 제거한 후 대류 오븐에서 65℃ 이상의 온도로 30분 정도 열처리를 하여 기판에 그래핀 층(24)을 결합시킨다. Next, as shown in FIG. 21, the graphene layer 24 floating on the etching solution 48 is lifted up using the substrate 21 to which the mask 27 is attached. In this case, a part of the graphene layer 24 is transferred onto the intermediate layer 22 of the substrate 21 through the pattern of the mask 27, and the other part is attached to the mask 27. Subsequently, the etching solution is removed by washing with distilled water, and then heat treated at a temperature of 65 ° C. or higher for 30 minutes in a convection oven to bond the graphene layer 24 to the substrate.

도 22는 그래핀 층(24)이 마스크(27)와 기판(21)의 중간층(22) 위에 부착되어 있는 상태를 나타낸 것이다. FIG. 22 illustrates a state in which the graphene layer 24 is attached on the mask 27 and the intermediate layer 22 of the substrate 21.

마지막으로, 마스크(27)를 기판(21)에서 분리하면, 마스크(27) 위에 부착된 그래핀 층(24)은 마스크(27)와 함께 제거되고, 도 23에 도시된 바와 같이, 그래핀 패턴 층(25)이 형성된 기판(21)을 얻을 수 있다.Finally, when the mask 27 is separated from the substrate 21, the graphene layer 24 attached to the mask 27 is removed together with the mask 27, and as shown in FIG. 23, the graphene pattern The substrate 21 on which the layer 25 is formed can be obtained.

이상에서 설명한 본 발명은 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 기재된 특허청구범위의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다.The present invention described above is not limited to the configuration and operation as shown and described. In other words, the present invention is susceptible to various changes and modifications within the spirit and scope of the appended claims.

10 : 터치 패드 21 : 기판
22 : 중간층 23 : 그래핀 용액
24 : 그래핀 층 25 : 그래핀 패턴 층
26 : 폴리머 막 27 : 마스크
29 : 몰드 30 : 하판(bottom substrate)
31 : 스페이서(spacer)10: touch pad 21: substrate
22: intermediate layer 23: graphene solution
24: graphene layer 25: graphene pattern layer
26 polymer film 27 mask
29 mold 30 bottom substrate
31 spacer

Claims (8)

압력에 따라서 저항값이 변화하는 압저항(Piezoresistive) 패턴 층이 매립되어 있는 폴리머 막을 제조하는 단계와, 스페이서(spacer) 층을 제조하여, 상기 폴리머 막의 일면에 부착하는 단계를 포함하는 압저항 방식의 터치 패널을 제조하는 방법에 있어서,
상기 폴리머 막을 제조하는 단계는,
a) 그래핀 플레이크가 분산되어 있는 그래핀 플레이크 용액을 제조하는 단계와,
b) 상기 그래핀 플레이크 용액을 필터링하여 그래핀 층을 제조하는 단계와,
c) 기판 위에 중간층을 형성하는 단계와,
d) 상기 그래핀 층을 상기 중간층 위에 부착하는 단계와,
e) 상기 그래핀 층을 패터닝하여 상기 중간층 위에 그래핀 패턴 층을 형성하는 단계와,
f) 상기 중간층 위에 폴리머 용액을 도포한 후 경화시켜 상기 그래핀 패턴 층을 포함하는 폴리머 막을 형성하는 단계와,
g) 상기 그래핀 패턴 층을 갖는 상기 폴리머 막을 상기 중간층으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법.The piezoelectric resistive method includes manufacturing a polymer film having a piezoresistive pattern layer having a resistance value changed according to pressure, and preparing a spacer layer and attaching the polymer film to one surface of the polymer film. In the method for manufacturing a touch panel,
Preparing the polymer film,
a) preparing a graphene flake solution in which graphene flakes are dispersed,
b) filtering the graphene flake solution to prepare a graphene layer;
c) forming an intermediate layer on the substrate;
d) attaching said graphene layer over said intermediate layer;
e) patterning the graphene layer to form a graphene pattern layer on the intermediate layer;
f) applying a polymer solution on the intermediate layer and then χ² to form a polymer film comprising the graphene pattern layer;
g) separating the polymer film having the graphene pattern layer from the intermediate layer. 제1항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 그래핀 플레이크 용액 중에서 상기 그래핀 플레이크를 여과막과 진공펌프를 이용하여 상기 여과막 위에 포집하여 상기 그래핀 층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법.The method of claim 1,
The step b)
And collecting the graphene flakes from the graphene flake solution on the filtration membrane using a filtration membrane and a vacuum pump to form the graphene layer. 제2항에 있어서,
상기 d) 단계는,
상기 그래핀 층이 포집된 상기 여과막을 상기 여과막을 선택적으로 에칭하는 에칭액이 담겨있는 용기에 투입하여 상기 여과막을 제거하는 단계와,
상기 에칭액에 떠 있는 상기 그래핀 층을 중간층이 형성된 기판을 이용하여 들어올려 상기 중간층 위에 상기 그래핀 층을 올리는 단계와,
상기 그래핀 층이 올려진 상기 중간층이 형성된 기판을 열처리하여 상기 중간층에 상기 그래핀 층을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법.3. The method of claim 2,
The step d)
Removing the filtration membrane by injecting the filtration membrane in which the graphene layer is collected into a container containing an etching solution for selectively etching the filtration membrane;
Lifting the graphene layer suspended in the etchant using a substrate having an intermediate layer to raise the graphene layer on the intermediate layer;
And attaching the graphene layer to the intermediate layer by heat-treating the substrate on which the intermediate layer on which the graphene layer is formed is heat-treated. 제3항에 있어서,
상기 d) 단계는,
상기 그래핀 층이 포집된 상기 여과막을 상기 여과막을 선택적으로 에칭하는 에칭액이 담겨있는 용기에 투입하여 상기 여과막을 제거하는 단계와,
패턴이 형성된 마스크를 중간층이 형성된 기판에 부착하고, 상기 기판을 이용하여 상기 에칭액에 떠 있는 상기 그래핀 층을 들어올리는 단계와,
상기 그래핀 층이 올려진 상기 중간층이 형성된 기판을 열처리하여 상기 중간층에 상기 그래핀 층을 부착하는 단계를 포함하며,
상기 e) 단계는,
상기 마스크를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법.The method of claim 3,
The step d)
Removing the filtration membrane by injecting the filtration membrane in which the graphene layer is collected into a container containing an etching solution for selectively etching the filtration membrane;
Attaching a patterned mask to a substrate on which an intermediate layer is formed, and lifting the graphene layer floating in the etching solution using the substrate;
Attaching the graphene layer to the intermediate layer by heat-treating the substrate on which the intermediate layer on which the graphene layer is formed is heat-treated,
The step e)
The method of manufacturing a piezoresistive touch panel comprising the step of removing the mask. 제1항에 있어서,
상기 중간층은 금속층이고, 상기 c) 단계는 상기 기판 위에 상기 금속층을 증착하는 단계인 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법.The method of claim 1,
The intermediate layer is a metal layer, the step c) is a method of manufacturing a piezoresistive touch panel, characterized in that for depositing the metal layer on the substrate. 제1항에 있어서,
상기 e) 단계는 사진식각기술(Photolithography)을 이용하는 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법.The method of claim 1,
The step e) is a method of manufacturing a piezoresistive touch panel, characterized in that using Photolithography. 제1항에 있어서,
상기 g) 단계는,
상기 중간층을 상기 기판으로부터 분리하는 단계와, 상기 중간층을 에칭하여 제거함으로써, 상기 폴리머 막을 상기 중간층으로부터 분리하는 단계인 것을 특징으로 하는 압저항 방식의 터치 패널의 제조방법.The method of claim 1,
Step g),
Separating the polymer layer from the intermediate layer by separating the intermediate layer from the substrate and etching the intermediate layer to remove the polymer layer from the intermediate layer. 삭제delete
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